一种扩散炉的制作方法

本申请涉及太阳能电池，尤其涉及一种晶体硅太阳能电池加工过程中使用的扩散炉。

背景技术：

1、近年来，太阳能电池作为一种清洁可再生能源，已经获得了越来越广泛的应用。在晶体硅太阳能电池的生产过程中，扩散工艺是一道重要的工序。目前晶体硅电池的扩散工序有垂直式扩散和水平式扩散两种方法。垂直式扩散中，待扩散件例如硅晶片垂直安置于炉体中，水平式扩散中，待扩散件平行于炉体水平面安置。其中，采用垂直式扩散方式，晶片间均匀性较好，片内均匀性较差；用水平式扩散方式，晶片内均匀性较好，片间均匀性较差。均匀性差会导致产品不良率升高，降低生产效率。

2、目前，如何进一步提高扩散时的片间和片内均匀性，实现质量、产量的提高成为扩散炉这几年研究的重点方向。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种经过改良的扩散炉，通过对扩散炉中的加热件改进，提高硅晶片扩散工序均匀性以及产能提升。

2、本申请具体技术方案如下：

3、一种扩散炉，其包括：

4、炉管，用于放置待扩散件；

5、进气管，包括进气口和出气口，所述进气口位于所述炉管外，所述出气口伸入所述炉管内，用于向所述炉管内通入待扩散气体；

6、多个加热件，设置于所述炉管的外侧表面，且所述多个加热件绕所述炉管周向依次设置围成一圈，用于加热所述待扩散气体。

7、进一步的，所述多个加热件中的每个加热件均沿所述炉管的长度方向延伸。

8、进一步的，所述多个加热件为加热丝，且所述加热丝为波浪形或折线形。

9、进一步的，所述多个加热件通过卡扣或胶固定于所述炉管外侧表面。

10、进一步的，所述多个加热件中一对加热件沿所述炉管的径向相对设置，其它加热件两两相对于所述径向对称设置。

11、进一步的，沿所述径向相对设置的两个所述加热件的加热温度相同；

12、和/或，以及沿所述径向对称设置的所述其他加热件中，每组对称设置的两个所述加热件的加热温度相同。

13、进一步的，所述扩散炉包括四个加热件，四个所述加热件沿所述炉管周向所占的比例为1:1:1:1～3:1:3:1。

14、进一步的，所述扩散炉还包括温控仪，所述温控仪与所述加热件连接，用于调节每个所述加热件的加热温度。

15、进一步的，所述温控仪包括多个温控单元，每个所述温控单元连接一个所述加热件，并通过所述加热件调节其加热温度；或，沿所述径向相对设置的两个所述加热件与同一所述温控单元连接，沿所述径向对称设置的两个所述加热件与同一所述温控单元连接。

16、进一步的，所述扩散炉还包括设置在所述炉管内，且与所述炉管间隙配合的匀流部，所述匀流部位于所述进气管的出气口位置处，所述匀流部包括多个匀流孔，所述匀流部用于使从所述进气管的出气口流出的气体经过所述匀流部后，均匀扩散到所述炉管内。

17、进一步的，所述匀流孔直径为1mm～50mm。

18、进一步的，所述匀流部直径与所述炉管直径的比值为90％～95％。

19、进一步的，所述匀流部包括匀流板和中空的匀流筒，其中，所述匀流板设置于所述匀流筒内，所述匀流孔位于所述匀流板上。

20、进一步的，所述进气管的出气口包括沿所述进气管周向分布的多个出气孔。

21、进一步的，所述出气孔的直径为1mm～10mm。

22、进一步的，所述出气口与所述匀流部的距离为10cm～30cm。

23、本申请的技术方案，通过对扩散炉的炉管内部、进气管及加热组件等结构进行改进，可以实现对硅晶片加工工艺中均匀性的提升。首先，将常用的整体加热组件改进为多个独立的加热件，可实现对炉管内不同区域的温度进行单独调控，使整个石英舟受热更为均匀，提升加工工艺的稳定性。进一步，将进气管的直通式出口设置为带孔洞的出气口，可使直通进气变为喷淋式进气，同时在出气口下游设置匀流部，使携源气体实现在炉管内部更加均匀地分布，使扩散到硅晶片的掺杂物浓度相同。采用本申请的技术方案，相比于现有技术，可以使水平式扩散工艺中硅晶片的片间均匀性由8.78％提高至5.77％(数值越小，均匀性越好)，整个炉管产品方阻分布提高3％，使整个产品在工艺加工过程中效率波动减小，更加稳定。本申请的技术方案也可应用于垂直式扩散工艺中，提升其加工均匀性。

技术特征：

1.一种扩散炉，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述多个加热件中的每个加热件均沿所述炉管的长度方向延伸，其中，所述多个加热件均为加热丝，且所述加热丝为波浪形或折线形。

3.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述多个加热件通过卡扣或胶固定于所述炉管外侧表面。

4.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述多个加热件中一对加热件沿所述炉管的径向相对设置，其它加热件两两相对于所述径向对称设置。

5.根据权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述扩散炉包括四个加热件，四个所述加热件沿所述炉管周向所占的比例为1:1:1:1～3:1:3:1。

7.根据权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的扩散炉，其特征在于，所述温控仪包括多个温控单元；

9.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述扩散炉还包括设置在所述炉管内，且与所述炉管间隙配合的匀流部，所述匀流部位于所述进气管的出气口位置处，所述匀流部包括多个匀流孔，所述匀流部用于使从所述进气管的出气口流出的气体经过所述匀流部后，均匀扩散到所述炉管内。

10.根据权利要求9所述的扩散炉，其特征在于，所述匀流孔直径为1mm～50mm。

11.根据权利要求9所述的扩散炉，其特征在于，所述匀流部包括匀流板和中空的匀流筒；其中，所述匀流板设置于所述匀流筒内，所述匀流孔位于所述匀流板上。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的扩散炉，其特征在于，

13.根据权利要求12所述的扩散炉，其特征在于，所述出气孔的直径为1mm～10mm。

14.根据权利要求9所述的扩散炉，其特征在于，所述出气口与所述匀流部的距离为10cm～30cm。

技术总结
本申请涉及一种硅晶片加工用扩散炉，包括：炉管，其用于放置待扩散件；进气管，包括进气口和出气口，所述进气口位于所述炉管外，所述出气口伸入所述炉管内，用于向炉管通入携源气体；多个加热件，设置于所述炉管的外侧表面，且所述多个加热件绕所述炉管周向依次设置围成一圈，用于加热所述待扩散气体。本申请的技术方案能够实现携源气体在炉管内部的均匀扩散及石英舟的均匀受热，能有效提升扩散工艺中硅晶片的片间和片内均匀性。

技术研发人员：李强,罗茂盛,鹿海峰,贺欣,王杰
受保护的技术使用者：西安隆基乐叶光伏科技有限公司
技术研发日：20230119
技术公布日：2024/1/15